康奈尔大学(Cornell University)化学和化学生物学教授杰弗里•科茨(Geoffrey Coates)在做关于塑料和回收利用的演讲时,通常会以这样一个问题开场:在用于包装的7800万吨塑料中——例如,一个2升的瓶子或一个外卖食品容器——实际上以类似的方式被回收和再利用的百分比是多少?
答案,只有2%。可悲的是,近三分之一被泄露到环境中,约有14%用于焚烧和/或能量回收,并且在垃圾填埋场中掀起40%的人。
其中一个问题:聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),其占世界塑料的三分之二,具有不同的化学结构,因此不能在一起重新掌握。或者,至少,将这两种材料融入其中的有效技术尚未在他们曾在市场上进行的60年来提供。
这可能随着Coate'实验室的发现而变化。他和他的团队与明尼苏达大学的一群人合作开发了多块聚合物,当添加到两种其他不相容的材料的小尺寸中时,产生新的和机械坚韧的聚合物。
这两个小组的工作在2月23日在线发表的一篇论文中有详细的描述,“结合聚乙烯和聚丙烯:增强性能与PE/iPP多嵌段聚合物”科学。
科茨小组的博士后研究员詹姆斯·伊根(James Eagan)是这篇论文的第一作者。其他合作者包括研究员Anne LaPointe和前访问科学家Rocco DiGirolamo。
多年来,科学家们一直试图开发一种聚合物,实现科茨、拉普安特和伊根所实现的目标。通过添加极少量的四嵌段聚合物(聚乙烯和聚丙烯交替段),合成的材料的强度优于他们测试的二嵌段聚合物。
在其测试中,使用不同的多嵌段聚合物作为粘合剂将两条塑料用在一起,然后机械拉开。虽然用二嵌段聚合物制造的焊缝相对快速地失效,但是由该组的Tetrablock添加剂制成的焊接保持诸如塑料条破裂。
“People have done things like this before,” Coates says, “but they’ll typically put 10 percent of a soft material, so you don’t get the nice plastic properties, you get something that’s not quite as good as the original material. What’s exciting about this is we can go to as low as 1 percent of our additive, and you get a plastic alloy that really has super-great properties.”
EAGAN表示,这种Tetrablock聚合物表明这一Tetrablock聚合物表现出提高回收的承诺,它可以产生全新的机械坚韧的聚合物共混物。
他说:“如果你可以用30%的材料制作一个牛奶罐,因为它的机械性能更好,想想它的可持续性吧。”“你使用更少的塑料,更少的石油,你有更少的东西可以回收,你有更轻的产品,使用更少的化石燃料来运输它。”
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